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第6章从杂交育种到基因工程第二节基因工程及其应用洛阳市东方高级中学本节聚焦1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些应用？4、转基因食品安全吗？每100kg猪或牛的胰腺中仅可提取4~5g。1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了用细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。治疗糖尿病特效药——据WHO调查：2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿人，我国约6000万。胰岛素思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？密码子在生物界是的！DNA(基因)mRNA蛋白质(性状)转录翻译通用问题探讨：苏云金杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。想一想需要做哪些关键工作？苏云金杆菌毒蛋白普通棉花抗虫棉一、基因的“剪刀”二、基因的“针线”三、基因的“运载体”Goon转基因思考：⒈自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的情况？⒉动物容易让外来DNA侵入自身而得以遗传吗？为什么？植物呢？⒊单细胞生物，容易遭到入侵吗？⒋单细胞生物并没有在进化中灭绝，而是产生了一些特殊的酶来防范。这些酶应该有什么特点？可能酶能识别外来侵入的DNA并将其分解，而对自身的DNA不能起作用。“剪刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)一、限制性核酸内切酶——“剪刀”⒈主要来源：⒉作用特点：特异性，即识别并切割特定核苷酸序列⒊作用结果：识别特定核苷酸序列原核生物产生黏性末端或平末端Goon,切断磷酸二酯键几种最常用的限制酶及其识别和作用位点EcoRⅠSamⅠHindⅢBamHⅠGAATTCCTTAAGCCCGGGGGGCCCAAGCTTTTCGAAGGATCCCCTAGG沿中心轴反向对称重复排列GobackSmaⅠ平末端平末端EcoRⅠ黏性末端黏性末端EcoRⅠ黏性末端黏性末端Goback重复演示……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……酶切可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键二、“针线”——DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？模板发生过程作用对象作用结果DNA连接酶DNA聚合酶形成磷酸二酯键不要要两条DNA片段单个核苷酸与子链DNA重组DNA复制运载体具备条件（1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。（2）具多个限制酶切点，以便与各种外源基因连接（3）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗生素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载体DNA连接导入棉的细胞表达毒蛋白运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)1、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠超级动物特殊动物导入人基因具特殊用途的猪和小鼠2、2002年，中国转基因棉花达到150万公顷，已经占到棉花产量的1／3.我国大豆食用油近七成是“转基因”产品与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？1、克服远源杂交不亲和性2、定向地改变生物的性状3、育种周期短2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物3、环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。4、转基因生物和转基因食品的安全性当人类拥有了只有大自然才拥有的改造生物、创造生物的能力时，也感到了不安与困惑。人类是否有权按照自已的意愿操纵地球上的生命？人类创造的转基因生物、转基因食品是否会危害整个生物圈，包括人类自身？阅读课本Ｐ１０５讨论：转基因食品安全吗？1.以下说法正确的是（）A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键C练习2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是A、能复制（）B、有多个限制酶切点C、具有标记基因D、它是环状DNAD3.有关基因工程的叙述中，错误的是（多选）（）A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种B、重组DNA的形成在细胞内完成C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、质粒都可作为运载体BD5、实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．专一性Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响Ｂ4、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③AＣ6、基因工程的正确操作步骤是（）①使目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②7、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（）①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中Ａ．①②Ｂ．②③Ｃ．③④Ｄ．④①Ｃ8、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（）C